在部分產品的噴漆（qī）與烤漆生產過程中，會出現大量的工藝尾氣排放，這些尾氣對自然環（huán）境的危害較大，給（gěi）操作工（gōng）人的健康帶來較大的威（wēi）脅。具體來說（shuō），噴漆（qī）、烤漆等工藝需要使用大（dà）量苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等揮（huī）發性化合物，作為塗料溶劑以及稀釋劑等。這些有機溶劑在噴塗時不會吸附在工件表麵（miàn），會全部揮發到空氣中變為有機廢氣。這些廢氣具有沸點低、常（cháng）溫下容易揮發等特征，對周邊環境以及操作人員的（de）身體健康產生較大的影響（xiǎng）。
我國一些大城市的空氣中揮發性有機化（huà）合物含量是美國（guó）城市的數倍，工業生產（chǎn）排放的有機廢氣已經成為我（wǒ）國城市（shì）大氣汙染的主要因素。這些氣體揮發時會（huì）產生刺激性氣味，對操作人（rén）員的身體危害很大，短期接觸後會引發惡心、頭暈等（děng），大量吸收後會損害人體的內髒、神（shén）經係統等。因此，在工業生產活動中，除了采用必要的（de）防護措施外，還（hái）要盡量避（bì）免有機廢氣的排放，全麵收集與淨化（huà）有機廢氣。
1基本原理
本方案將蜂窩狀活性炭（tàn）作為吸附劑，通過吸附淨化、脫附再生並濃縮揮發性有機物(VOCs)以及催化燃（rán）燒（shāo）的原理，即將大風量、低濃度的有（yǒu）機廢氣通過蜂窩狀（zhuàng）活性炭吸附實現空氣淨化的目標。在活性炭吸附飽和後（hòu），再通過熱空氣脫附使得活性炭再生，脫附得到的濃縮有機物被送到催（cuī）化燃燒床（chuáng）進（jìn）行催化燃燒（shāo），內部的有機物質被氧化成為無害的CO2以及H2O。燃燒後（hòu）的熱廢氣通過熱（rè）交換器加熱冷空氣，熱交（jiāo）換後降（jiàng）溫（wēn）氣體部分排放，部分用於蜂窩狀活性炭的脫附再生，實現節能的目標。整套設備含有（yǒu）預濾器、吸附床、催化燃燒（shāo）床和風機等設備。
相比其他有機廢氣處理方法，該方法是（shì）一種綜合（hé）處理模式（shì），汲取了其他模式的優（yōu）勢，技術（shù）較為（wéi）成熟可靠，對於處理大風量、低濃度的有（yǒu）機廢氣具有較大優勢。
2處理工藝設計
2.1預處理
對於有機廢氣，人們應首先開（kāi）展水噴淋，去除廢氣內部的雜塵、可溶性有機（jī）物。噴淋後，氣體內部（bù）具有大量水分（fèn）和少量（liàng）粉塵，為避免水分與粉塵影響活性炭吸附床的有效運行，人們需要在處（chù）理時利用高效率的過濾器進行過濾。
2.2吸（xī）附操作
經過預處理的（de）有機（jī）廢氣，在風機的作用下引入吸附床，將其均勻地分布在活性炭表麵。依據分子間的範德（dé）華力（lì），活性炭會將有機廢氣吸（xī）附（fù）在表麵，這一過程耗時較少，但時間越長，吸附越徹底（dǐ）。二者（zhě）之間（jiān）沒有現較大的化學反應，而有機廢氣卻達（dá）到（dào）較高的淨化效果。經過淨化後的潔淨（jìng）廢氣（qì）可以達到相（xiàng）關大（dà）氣（qì）汙染物的排放標（biāo）準，在風機的作用（yòng）下，其可（kě）以達到15m高排氣筒（tǒng）的排放標準。每套廢氣淨化（huà）處理係統含有個級別的吸（xī）附床，兩套用（yòng）來吸附（fù），一套用來脫附（fù），三套設（shè）備可以實現輪流操作。
2.3脫附與催化燃燒
具體的反應（yīng）方程式（shì）為：
在活性炭吸附到飽和程度後，切換到脫附床，脫附需要外加的（de）熱量，加熱裝置安裝在催（cuī）化氧化（huà）床內部，開啟後同時預熱催化劑。催化氧化床達到設定的溫度後，將熱空氣引入脫（tuō）附床內部，有機廢氣在加熱的作（zuò）用下從（cóng）活性炭表麵解析出來。
高濃度的有機廢氣在外力（lì）的作用下進入氧化床中，通過金屬鉑的催化作用，被燃燒分解（jiě）為（wéi）H2O與CO2，廢氣通過這一操作（zuò）得（dé）到淨化（huà）。這一燃燒過程的特征為低溫、快速以及無焰（yàn），並產生較大的熱量，人們可以將（jiāng）活性炭再次回用（yòng）到有機廢氣的脫附與燃燒氧化中，從而降（jiàng）低能源消耗。
在有機廢氣濃度較大（dà）時，燃燒（shāo）產生的熱量過多會導致催化氧化床的溫（wēn）度較大（dà），進而影響整個廢氣治（zhì）理係統的安全性、為此，本文設計的係統含有冷空氣補充裝置，它可以引入新鮮空氣來降低反應（yīng）溫度，從而保證係統操作的安全性（xìng）。
2.4汙水處理
水（shuǐ）噴淋（lín）預處理之後，含有雜質與有機物的廢水被引入噴漆車間的汙水處理池內開（kāi）展沉澱，去除（chú）大顆粒的雜物。含有有機物的廢水呈現出弱酸性（xìng），為降低汙水回用對設備的腐蝕（shí），人們需要添加少量（liàng）片（piàn）堿，開展中和反應，調節其酸堿度。在經過較為徹底的淨化後，廢水可以循環利用，可以再次用於水噴淋預處理模塊，汙水處理單元基本沒（méi）有汙水外排現象。汙水離心分析的產（chǎn）物（wù）以及沉澱產生的（de）漆渣沉澱物作為危險廢物，依據國家的相關危險廢（fèi）棄物（wù）的管理要求，應委托具有資質的危（wēi）險（xiǎn）廢（fèi）物處置（zhì）單位開（kāi）展安全（quán）處理操作。
本（běn）方案具有眾多優勢。首先，采用新型高效的活性炭，吸附床結構（gòu）穩定、合理，吸附效果大幅度提升。其次，通過金（jīn）屬鉑開展催化燃燒，將有機廢氣分解為無毒無害的H2O與（yǔ）CO2，實現高效的徹底淨化;再次，燃燒過程溫度較低、安全，燃燒過程產生的（de）熱量可以循環使用，熱量損失較少，能耗大（dà）幅度降低;最後（hòu），係統設備的設計（jì）安裝采用多種措施來杜（dù）絕安全隱患，操（cāo）作簡單，便於後期的使用和管理。
3各個組成模塊的操作方法
3.1漆霧過（guò）濾器
噴漆廢氣主要出現在工件（jiàn）塗抹的噴漆（qī）工作台，高壓空氣噴射的油漆（qī）很多停留在（zài）工件上，其他都隨廢氣排，變成漆（qī）霧。這些漆霧粉塵含量較（jiào）低，顆粒較小，絕大（dà）部（bù）分直徑小於10mm。如果不處理會很快堵塞活性炭的微孔，使其失去原有的功能。因此，噴（pēn）漆廢氣必須先進行粗（cū）過濾處理。
3.2吸附劑的選擇與參數設定
活性（xìng）炭具有比表麵大、吸附能力強以及成本較低等優（yōu）勢，它是目前VOCs汙染常見的吸附劑。粉末狀態的活性（xìng）炭（tàn）更換不方便，活（huó）性炭纖維含有規（guī）則的（de）微（wēi）孑L結構，具有較大的吸附容（róng）量，同時容易脫落（luò），成本（běn）較（jiào）高。蜂窩（wō）狀的活性（xìng）炭風速高，阻力小，可（kě）以應用到大風量（liàng）的低濃度廢氣吸附中。本文選擇蜂窩狀活性炭，吸附床的結構采用的為抽（chōu）屜式的組裝（zhuāng）模式，便於使用時的（de）填裝（zhuāng）與拆（chāi）卸。
3.3催化燃（rán）燒設計
3.3.1換熱器
換熱器（qì）的結構較為複雜，為了降（jiàng）低生產成本，方便後續安裝，本文采用結構（gòu）較為簡單的固（gù）定（dìng）式管板式換熱器，冷氣體走殼體，熱氣體走管程（chéng）。
3.3.2電加熱室
在本方案中，加熱室僅僅（jǐn）提（tí）供開機時預熱（rè）氣體（tǐ）需要的熱量，苯催化燃燒後有大量（liàng）的預熱可以利（lì）用，因此需要（yào）的熱功率較低，通過電加熱即可，不需要天然氣或液化石油氣的額外加熱。
3.3.3保溫模（mó）塊的處理
催（cuī）化燃燒一體（tǐ）化（huà）設備內部的溫度遠遠高於常溫，需要增加保溫處理避免對工作人員（yuán）造成傷害。保溫（wēn）利用（yòng）的保（bǎo）溫棉采（cǎi）用的材料為（wéi）矽（guī）酸鋁纖維氈，依據燃燒室可能（néng）出現的高溫400度來設計，保溫（wēn）棉的（de）厚度取值為64mm。
3.4阻火器的設計
阻火器是由許多細小（xiǎo）通（tōng）道或孑L隙組成的（de），當火焰進入這些細小（xiǎo）通道（dào）後就形成許多細小的火焰流。由於通（tōng）道或孔（kǒng）隙的傳熱麵積很大，火焰通過通道壁進行熱交換後，溫度下降，到一（yī）定程度時火焰即熄滅。阻火器是用來阻止（zhǐ）燃燒的（de）氣體（tǐ）或者是易燃性液體（tǐ）蒸發火焰蔓延的（de）設備，在VOCs催化燃燒的反應器中，如果有火星的話會引發（fā）氣體火焰出現進（jìn）而促使整個管網燃燒，所以阻（zǔ）火器（qì）的作用較（jiào）大。阻火器的殼體尺寸大小與（yǔ）流體阻力有直接關係，通常（cháng）殼體直徑（jìng）為配合使用的管道直徑的4倍（bèi）左右，即D=4d。本文依據規範設計，利用（yòng）明火開口端和閉口端進行點（diǎn）火，本方案采用無火燃燒方式，如果依據D=4d的話，阻火器會過大（dà），依據實際的操作需求，本文設計的數據取（qǔ）值為D=2d，角度為60o。阻火器采（cǎi）用的為1mm不鏽鋼，管道直徑為500mm×200mm，擴散的角度為60o，殼體前半部分的高度取值為250×sin60o=433mm。
4結語
本方案采用吸附一催化燃燒法（fǎ）處理噴漆廢（fèi）氣，首先利（lì）用過濾器去除漆霧，之後通過係統控製，利用蜂窩（wō）狀活性炭吸附床對其開展連續吸附，同時對吸附飽（bǎo）和的活性炭（tàn）開（kāi）展脫附。通（tōng）過80%熱風吹（chuī）脫的作用，將大風量、低濃度（dù）的有（yǒu）機廢氣濃縮（suō）為小（xiǎo）風量（liàng）、高濃度的有機廢氣，同時利用催化燃燒室將有（yǒu）機氣體轉化為CO2以及H2O，並保（bǎo）持穩定的自燃燒。實（shí）踐證明，這（zhè）種處理模（mó）式同傳統的（de）工藝相比，具（jù）有淨化（huà）效率高、無二次汙染（rǎn）以及運行成本低等優勢。